放射発散度

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放射発散度(ほうしゃはっさんど、: radiant emittanceradiant exitance[1])とは、広がりを持った放射源の表面上の点から時間あたりに放射される放射エネルギーを表す物理量である。 SIにおける単位は、ワット平方メートル(記号: W m−2)が用いられる。

放射照度は同じ単位を持つが、放射照度は照射される対象の指標であり、放射発散度は放射源の指標である。 照射された物体が反射する場合、反射率が1のとき、放射発散度は放射照度と等しくなる。 例えば、パラボラアンテナを送信機として使う場合、1次輻射器から放射されたエネルギーは一度反射器に照射され、そこから外に放射される。 放射発散度と放射照度を合わせて、放射束密度(ほうしゃそくみつど、: radiant flux density)と呼ぶこともある。

概要[編集]

放射源の表面上の微小面積 Δσ から放射される放射束Φ(Δσ) とするとき、放射発散度は

R =\lim_{\Delta\sigma\to 0} \frac{\Phi(\Delta\sigma)}{\Delta\sigma} =\frac{d\Phi}{d\sigma}

で定義される。

放射源の表面上の点における法ベクトルn' とし、その点から r 方向への放射輝度L とすると、放射発散度は

R =\int (\hat{\boldsymbol{r}}\cdot\boldsymbol{n}')\, L\, d\omega

で与えられる。立体角 ω は放射源表面の外側の半球の範囲で積分する。 放射輝度 L が方向によらない場合は RL となる。

特徴[編集]

光の光束発散度と対応しており、平面状の放射源から放射されるエネルギーの指標である。放射発散度は放射束の放射方向にも依存し、斜め方向に出射する場合には放射束が同じ量なら密度が高くなるため放射発散度が高くなる。放射発散度と放射束の違いは、エネルギーを放射している物体の面積を考慮するかしないかである。例えば、同じ大きさのパラボラアンテナの放射源でも、強いエネルギーをパラボラアンテナに放射すれば放射発散度は大きくなり送信されるエネルギーも大きくなる。

脚注[編集]

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  1. ^ 文部省日本分光学会編 『学術用語集 分光学編』 培風館1999年、増訂版。ISBN 4-563-04567-5

参考文献[編集]

関連項目[編集]


[編集]

SIの放射量の単位
物理量 SI単位 記号 備考
放射エネルギー ジュール J における光度エネルギー
放射束 ワット W における光束
放射強度 ワットステラジアン W/sr における光度
放射輝度 ワットステラジアン平方メートル W/sr/m2 における輝度
放射照度 ワット平方メートル W/m2 における照度
放射発散度 ワット平方メートル W/m2 における光束発散度
分光放射輝度 ワットステラジアン立方メートル W/sr/m3
分光放射照度 ワット立方メートル W/m3